Что такое вариатор на автомобиле: его устройство, принципы работы и эксплуатации

На сегодняшний день вариатор обладает многочисленными преимуществами, благодаря которым он заслужил любовь автовладельцев. Однако недостатки, вызывающие разочарование, у него так же имеются. И хотя этот тип трансмиссии увидел свет уже достаточно давно, до сих пор система остается не до конца проработанной даже лидерами автомобильного рынка. Из этой статьи вы узнаете, что такое вариатор на автомобиле, как он устроен, а также расскажем, как правильно ездить на авто с таким типом коробки передач.

Что такое вариатор на автомобиле: плюсы и минусы

Вариатор – CVT (Continuously Variable Transmission) – в переводе с английского означает «трансмиссия с непрерывно изменяющимся крутящим моментом». Впервые принцип бесступенчатой передачи крутящего момента был озвучен еще Леонардо да Винчи. Самыми простыми вариаторами оборудовали мельницы, позже они нашли применение в конструкциях дерево- и металлообрабатывающих станков.

Вариаторные коробки начали устанавливать на автомобили в середине XIX столетия. Идея принадлежала голландскому инженеру Хуберту ван Доорну. Впервые бесступенчатой коробкой передач, которая назвалась Variomatic, были оснащены авто компании DAF. Это произошло в пятидесятых годах XIX века.

Рассмотрим плюсы и минусы вариатора на автомобиле. Авто с подобным типом трансмиссии отличаются:

• возможностью более динамичного разгона (автомобили набирают скорость быстрее в сравнении с авто, оснащенными механическими коробками или коробками-автомат);
• экономичностью (расход топлива в таких транспортных средствах ниже, чем в автомобилях с автоматическими или механическими коробками);
• отсутствием передач, благодаря чему нет рывков переключения (также положительно влияет на динамичность хода);
• увеличенным ресурсом двигателя (благодаря отсутствию перегрузок);
• простотой управления автомобилем (этот тип коробки передач идеален для новичков).

Разбираясь с тем, что такое вариатор на автомобиль, следует отметить и его недостатки:

• сложные ремонтные работы (причем ремонтировать вариаторную коробку передач следует исключительно у официальных дилеров);
• высокая стоимость ремонта;
• замена цепи между шкивами требуется через каждые 100–150 тысяч километров (достаточно дорогая услуга, предоставляемая не всеми станциями технического обслуживания);
• оснащение сложной электроникой, ремонт и замена которой опять-таки является дорогим удовольствием;
• в автомобиле используется специальное дорогостоящее масло, которое не везде продается;
• каждая модель автомобиля требует использования определенной марки масла (игнорирование данного требования приводит к выходу вариаторной коробки из строя).

Как устроен вариатор на автомобиле

Разбираясь с тем, что такое вариатор на автомобиле, следует отметить его главное отличие от других коробок передач, заключающееся в плавном изменении крутящего момента в заданном диапазоне регулирования. В других типах трансмиссий используются ступенчатые преобразования, происходящие при разрыве потока мощности, что отрицательно влияет на равномерность движения транспортного средства.

Устройство вариатора автомобиля достаточно сложное, он состоит из:

1. Приспособления, выполняющего роль сцепления, который обеспечивает коробке состояние, аналогичное нейтральной передаче в других типах трансмиссий.
2. Вариатора.
3. Механизма для реверса, за счет которого направление вращения изменяется на противоположное.
4. Процессора с исполнительным устройством, который управляет работой трансмиссии.

Роль механизмов, передающих крутящий момент с силового агрегата на вариатор и разъединяющих поток мощности, могут выполнять следующие виды автоматических сцеплений:

• центробежные – типа Transmatic;
• электромагнитные – технология Hyper;
• мокрые многодисковые – модели Multitronic и Multimatic;
• гидротрансформаторы.

Наиболее широким спросом пользуется последний механизм, именно его использует большая часть компаний-автопроизводителей. Благодаря ему передача усилия от двигателя осуществляется максимально плавно и без рывков, за счет чего ресурс вариатора увеличивается.

Все элементы трансмиссии управляются за счет электронного блока, который:

• в соответствии с режимом работы двигателя изменяет соотношение между ведущим и ведомым валами вариатора;
• осуществляет управление механизмом сцепления;
• обеспечивает работу реверсного элемента и планетарного редуктора.

Управление автомобилем с вариатором в целом аналогично управлению машиной с автоматической коробкой переключения передач. Водителю необходимо только выбрать один из режимов, дальнейшее происходит без его участия.

Благодаря возможности зафиксировать передаточное соотношение в вариаторе можно пользоваться рядом возможностей, присущих классическим трансмиссиям. Существующие стереотипы не позволяют многим водителям адекватно воспринимать набор автомобилем скорости при неизменной частоте оборотов коленвала.

Виды и принцип работы вариатора на автомобиле

При производстве автомобилей используется два варианта различных по устройству механизмов. Один из них является клиноременным, а второй – тороидным вариаторами, различающимися по конструкции.

Клиноременный

Это наиболее распространенный вид вариатора, используемый компаниями-автопроизводителями.

В клиноременном имеется одна (реже – две) передачи. Ведущий и ведомый валы оснащены шкивами, через которые проходит кольцо клиновидного ремня. Первоначально он изготавливался из армированной резины, в настоящее время при его производстве используются стальные конструкции.

Ведомые и ведущие шкивы представляют собой конусы с наклонными стенками, угол наклона составляет около 70° к оси вала. За счет взаимного перемещения шкивов изменяются радиусы, и, соответственно, передаточное отношение вариатора.

Управляющее усилие, благодаря которому конусы смещаются по отношению друг к другу, достигается за счет пружин, давления жидкости или центробежной силы.

Принцип работы клиноременного вариатора заключается в непрерывном обеспечении передачи мощности, что способствует созданию оптимальных условий для работы двигателя. Ускоряясь или, наоборот, замедляя движение, мотор автомобиля работает на постоянных оборотах. За счет этого существенно экономится бензин, снижается износ и, соответственно, повышается ресурс двигателя.

Из-за значительных нагрузок, испытываемых узлом, клиноременная передача считается самой уязвимой частью этого типа вариатора на автомобиле. На сегодняшний день он представляет собой стальную конструкцию, которая состоит из пакета лент, соединенных друг с другом за счет пластин сложной формы.

Возникающее трение в этом случае обеспечивает передачу усилия на всей площади, на которой боковая поверхность ремня контактирует со шкивом.

Второй тип вариатора на автомобиле, называемый клиноцепным, конструктивно представляет собой стальную цепь, каждое звено которой состоит из нескольких пластинок. Они соединяются за счет цилиндрических втулок-осей, обеспечивающих минимальный радиус изгиба.

Усилие передается благодаря контакту боковой части цепи и рабочих поверхностей конусовидных дисков.

Поскольку площадь соприкосновения незначительна, это сказывается на увеличивающихся нагрузках на детали, изготовленные из высокопрочной стали. Клиноцепной тип вариатора отличается большим КПД в сравнении с прочими аналогичными конструкциями.

Стоимость его также выше, поскольку при его изготовлении используются более дорогостоящие материалы, чем при производстве клиноременного вариатора.

Рассказывая о том, что такое вариаторы на автомобиле, следует отметить, что особенности их конструкции не позволяют механизму вращаться в обратном направлении, обеспечивая задний ход автомобиля. Эта задача решается за счет дополнительного приспособления, в основном трансмиссия оснащается шестеренчатым редуктором планетарного типа. Его принцип действия схож с принципом действия такого же устройства автоматической коробки передач.

Тороидный

Конструкция тороидного вариатора на автомобиле состоит из двух соосных дисков – ведущего и ведомого. В сечении они представляют собой равнобедренные треугольники, боковые стороны которых входят в состав окружности.

Между рабочими дисками расположены два плотно прижатых к ним боковыми частями ролика. Эти детали являются подвижными, способными менять положение за счет синхронного раскачивания вокруг осей, которые перпендикулярны основному валу.

Сила трения, возникающая в зоне контакта, обеспечивает передачу усилия через ролики. При изменении соотношения радиусов частота вращения ведомого вала увеличивается либо уменьшается.

Этим типом вариаторов оборудуются мощные заднеприводные модели. Механизм соединен с планетарным понижающим редуктором, при движении автомобиля на больших скоростях крутящий момент передается напрямую. Переднеприводные транспортные средства оснащаются трансмиссией, совмещенной с дифференциалом и главной передачей.

Принципы вождения автомобиля с вариатором

Если обратиться к опыту адекватных, то есть объективных, а не фанатичных владельцев авто с вариаторной трансмиссией, то можно сделать вывод, что коробки существенно разняться между собой. Ряд вариаторов на автомобилях может эксплуатироваться, в том числе и при возникновении нештатных ситуаций (нештатные в этом случае не означают экстремальные), другие же, напротив, демонстрируют нежный и капризный характер.

Однако существуют общие условия и требования к езде на авто с вариатором. Риск поломки трансмиссии повышается в случае неправильной эксплуатации, а также при достижении автомобилем определенного пробега.

1. Оффроуд – без оптимизма. Эта тактика вождения впервые увидела свет в кроссоверах. Бесступенчатая коробка на внедорожных автомобилях действительно ограничивает потенциал оффроудного режима, поскольку повышенные нагрузки и жесткая эксплуатация отрицательно сказывается на вариаторе. Разумеется, это актуально для различных узлов и агрегатов любого транспортного средства, однако для вариаторов имеет наиболее существенное значение.
2. Буксовать – вредно. Пробуксовка, подъем в крутую гору, езда по пересеченной местности если и не выведут вариатор из строя, то существенно скажутся на его работоспособности. Поскольку подобные действия приводят к нагреву шкивов и ремня. Внезапное появление «зацепа» в результате бесплодных попыток покинуть снежную, грязевую или песчаную ловушку также может негативно отразиться на коробке – проскакивая из-за резкого рывка, ремень или цепь могут образовывать задиры на поверхности шкивов, о которые автомобиль будет спотыкаться при ускорении. Опасность представляют и нагрузки, которые возникают в случае ударов колесами о препятствия или потере «мозгами» сигнала от вышедшего из строя датчика скорости. Такая ситуация грозит переходом трансмиссии на работу в аварийном режиме, при котором шкивы резко занимают промежуточное положение, крайне отрицательно сказываясь на ремне.
3. Резким стартам – отказать! Негативно сказываются на работоспособности вариатора и резкое ускорение с места. На механизм одинаково отрицательно влияют как длительная езда на большой скорости, при которой возникает перегрев деталей, так и продолжительное медленное движение в натяг, например, при буксировке прицепа или при преодолении участка пересеченной местности. Разбираясь с тем, что такое вариатор на автомобиле, учтите, что этот тип трансмиссии не допускает начала движения без предварительного прогрева. Если температура масла не будет приближена к рабочей, то вероятность повреждения внутренних частей трансмиссии очень велика, поскольку в этом случаем ремень или цепь будут пробуксовывать, повреждая шкивы.
4. Чистота и правильная буксировка. Для вариатора имеют значение температурные режимы, оказывающие влияние на состоянии его деталей. До наступления летнего зноя очень важно проверить, не зарос ли войлоком радиатор охлаждения. Обратите внимание на то, в каком состоянии находится масло, его лучше менять через каждые 30–40 тысяч километров пробега. Это требование аналогично тем, что предъявляются к автомобилям, оснащенным гидромеханическим автоматом, эксплуатируемым в городских условиях.

Как проверить вариатор при покупке автомобиля на вторичном рынке

Многие современные автомобили оснащаются вариаторными трансмиссиями. Соответственно, все большее количество таких транспортных средств появляется на вторичном рынке. А значит, вопрос проверки работоспособности коробки при приобретении машины приобретает все большую актуальность. Расскажем о том, как это лучше сделать.

1. Пробег автомобиля.

В первую очередь обратите внимание на текущий пробег автомобиля. Этот параметр нельзя назвать стопроцентно надежным, поскольку недобросовестные умельцы в состоянии существенно его снизить. Однако имейте в виду, что в современных транспортных средствах информация о пробеге хранится в электронном блоке управления двигателем (ЭБУ). С ней можно ознакомиться и на панели приборов.

Не всем известно, что в блоке управления вариатором зачастую содержится собственная информация о пробеге, про нее продавцы могут и забыть. В таком случае проверить пробег можно, прибегнув к помощи специального сканера в автосервисе Eurorepar Авто Премиум.

2. Состояние масла.

К более надежным показателям можно отнести проверку специальной жидкости в вариаторе:

1. В первую очередь проверьте уровень масла. Это делается специальным щупом и в двух состояниях – когда вариатор холодный и после его прогрева.
2. Далее оцените цвет масла, важно, чтобы оно не было темным. Если же жидкость непрозрачная и темная, то либо автомобиль длительное время эксплуатировался без ее замены, либо режим эксплуатации был тяжелым. И тот, и другой вариант не слишком хороши.
3. Обратите внимание на отсутствие посторонних примесей в масле (в нем должны отсутствовать прожилки, мелкие частицы, комочки, сгустки). При их наличии можно смело говорить о сильном износе вариатора автомобиля.
4. И, наконец, стоит оценить запах масла. Если оно пахнет горелым, то автомобиль эксплуатировался неправильно на запредельных режимах.

3. Крепление.

Для проверки того, разбирали вариатор или нет, тщательно осмотрите крепежные болты и другие элементы коробки передач, обратите внимание, нет ли на элементах потертостей, засечек или других следов, свидетельствующих об использовании инструментов. Разумеется, факт разборки трансмиссии не говорит о том, что с ней в настоящий момент существуют проблемы, однако, как минимум, необходимо поинтересоваться, чем была вызвана необходимость вмешательства в работу механизма.

4. История автомобиля.

Поинтересуйтесь прошлым выбранного автомобиля:

• Если транспортное средство ввезено в страну из-за границы, то можно поискать таможенные документы.
• При обслуживании автомобиля у официального дилера можно запросить у него отчет о состоянии авто.
• Попробуйте узнать историю машины через ее VIN-номер.

Благодаря полученным данным вы сможете прямо или косвенно оценить состояние вариатора. Например, вы будете знать, каков реальный пробег автомобиля или получите сведения о замене жидкости в коробке.

5. Проверка в движении.

Проверку работы трансмиссии во время движения автомобиля можно назвать одной из самых информативных.

Работа вариатора на автомобиле в случае его исправности должна быть без резких рывков при трогании с места. Набор хода в таком случае будет плавным.

Дальнейшая езда также не должна сопровождаться толчками или рывками, свидетельствующими о заедании вариаторного ремня.

Имейте в виду, что о нормальной работоспособности вариатора свидетельствует плавность хода автомобиля при любом режиме.

6. Звук вариатора.

Прислушайтесь к тому, как работает вариатор на автомобиле.

На холостом ходу вариатор не должен быть слышен вообще, только звук работы мотора.

При низкой шумоизоляции автомобиля в процессе езды может быть слышен звук работы трансмиссии, однако он должен быть равномерным и тихим. Обратите внимание на отсутствие посторонних резких шумов, щелчков, свиста, подвывания.

Если вы не знаете, как в норме должна работать вариаторная коробка, то попробуйте сравнить звук на двух-трех транспортных средствах. Вполне вероятно, что вы заметите разницу.

Будет неплохо, если оценить работу вариатора вам поможет знакомый эксперт. Ремонт такой трансмиссии весьма недешев, следовательно, покупать автомобиль без предварительной проверки лучше не стоит. Если у вас нет возможности приобрести авто у человека, которого вы знаете и которому доверяете, то стоит в обязательном порядке проверять не только работоспособность коробки, но и другие элементы автомобиля. И делать это следует с проверенным специалистом. А описанными выше приемами вы можете воспользоваться самостоятельно, осматривая покупаемый автомобиль.

https://autoservice-ap.ru/blog/chto-takoe-variator-na-avtomobile/